化工机械_甜梦文库
教材简介课件 教材名称《化工设备与机械》教材主编：管来霞 课件主编：管来霞 作者单位：山东省轻工工程学校模块四 化工机械主要内容? ? ? ? ? ? 项目一 项目二 项目三 项目四 项目五 项目六 机械传动 输送机械 固体粉碎机械 气固分离设备 固液分离设备 干燥设备项目一 机械传动 机械传动分类机械传动带传动链传动齿轮传动子项目1 带传动? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握带传动的工作原理、结构 类型及特点；了解带传动的受力分析；掌 握带传动的打滑和弹性滑动概念；掌握带 传动的安装方法。 ? 技能目标：能拆装、操作、检修带传动机 械。一、带传动的结构及原理? 带传动主要包括主动带轮、从动带轮和环形带。 ? 安装带传动时，须将环形带紧套在两个带轮的轮缘上， 使带和带轮轮缘接触面间产生压紧力（由于预紧，静 止时已受到预拉力），当主动轮回转时，靠带与带轮 接触面间的摩擦力拖动从动轮一起回转。这样，主动 轴的运动和动力就通过带传给了从动轴。主动带轮 平带从动带轮二、带传动的类型带的类型：按截面形状，传动带可分为平带、V形带、圆形带和多楔带等类型。包布 顶胶 抗拉体 底胶平带V形带圆形带多楔带三、带传动的受力分析? 1. 带传动的受力分析 ? 为保证带传动正常工作，传动带必须以一定 的张紧力套在带轮上。当传动带静止时，带 两边承受相等的拉力，称为初拉力F0。当传 动带传动时，由于带与带轮接触面之间摩擦 力的作用，带两边的拉力不再相等。一边被 拉紧，拉力由F0增大到F1，称为紧边；一边 被放松，拉力由F0减少到F2，称为松边。设 环形带的总长度不变，则紧边拉力的增加量 F1-F0应等于松边拉力的减少量F0-F2。 ? F1-F0=F0-F2 F0=（F1+F2）/2 ? 带两边的拉力之差（F）称为带传动的有效 拉力。实际上F是带与带轮之间摩擦力的总 和，在最大静摩擦力范围内，带传动的有效 拉力F与总摩擦力Ff相等，F同时也是带传动 所传递的圆周力，即 F=Ff=F1-F22.带传动的打滑和弹性滑动? ⑴带传动打滑 ? 在一定的初拉力F0作用下，带与带轮接触面间摩擦力的总和有 一极限值。当带所传递的圆周力超过带与带轮接触面间摩擦力 的总和的极限值时，带与带轮将发生明显的相对滑动，这种现 象称为打滑。带打滑时从动轮转速急剧下降，使传动失效，同 时也加剧了带的磨损，应避免打滑。 ? 打滑说明摩擦力不够，一般是轮的磨损造成的。按理说，摩擦 力与轮子大小无关，但是小轮要比大轮损耗后受到的影响严重 （与接触总面积有关）。所以应该先是小轮的摩擦力不够，发 生打滑。 ? 打滑现象会导致皮带加剧磨损、使从动轮转速降低甚至工作失 效；带寿命减小。 ? 打滑现象的好处是过载保护，即当高速端出现异常（比如异常 增速），可以使低速端停止工作，保护相应的传动件及设备。 在带传动中，应该尽量避免打滑的出现。⑵带的弹性滑动? 传动带是弹性体，受到拉力后会产生弹性伸长，伸长量随拉力大小的变化而 改变。带由紧边绕过主动轮进入松边时，带的拉力由F1减小为F2，其弹性伸 长量也由δ1减小为δ2。这说明带在绕过带轮的过程中，相对于轮面向后收缩了 （δ1-δ2），带与带轮轮面间出现局部相对滑动，导致带的速度逐步小于主动 轮的圆周速度。同样，当带由松边绕过从动轮进入紧边时，拉力增加，带逐 渐被拉长，沿轮面产生向前的弹性滑动，使带的速度逐渐大于从动轮的圆周 速度。这种由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动。? 弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动，是 可以避免的。而弹性滑动是由于拉力差引起的，只要传递圆周力，就必然会 发生弹性滑动，所以弹性滑动是不可以避免的。 ? 带的弹性滑动是除同步带以外的带传动都有的正常现象，原因是皮带的松边 和紧边的拉力不同，而两个变形长度就不一样了，所以就会有弹性滑动来过 渡。这个除了会造成传动比不恒定的问题，不会有其他问题。而带打滑是带 的承载能力不够了，也就是过载了。带在皮带轮上摩擦。弹性滑动是皮带的 固有性质，不可避免。 ? 弹性滑动会造成传动比不准确，传动效率较低，使带温升高，加速带的磨损 等。四、带传动的安装? ? ? ? ? ? 1.带传动的张紧方法 带传动的张紧方法有调节中心距和采用张紧轮张紧。 （1）调节中心距 通过调节螺钉来调整电动机位置，以实现张紧。用于水平或接近水平的传动。 （2）采用张紧轮 将张紧轮安装在带的松边内侧靠近大带轮处。常用于中心距不可调的场合。调节 螺钉 张紧轮调节螺钉调节中心距张紧轮调节中心距2．安装注意事项? ? ? ???? ?⑴带型号与带轮轮槽尺寸应相符合。 ⑵两带轮相对应轮槽的中心线应重合。 ⑶带的张紧程度以大拇指按下15mm为宜。 ⑷皮带装拆时不能硬撬，应先缩短中心距，然后再 装拆胶带，装好后再调整到合适的张紧程度。 ⑸在水平同向传动中就保证带的松边在上，紧边在 下。 ⑹皮带安装完成，张紧调整合适，确认皮带及带轮 旁边没有障碍物后才可开机。 ⑺应装设防护罩。 ⑻若发现有的V带出现疲劳撕裂现象，应及时更换 全部V带。【项目实训】? 分析带传动失效的形式及原因。 ? 分析：带传动失效的形式主要有带在轮上打滑和 带疲劳损坏。 ? 打滑主要是因为带与带轮间的摩擦力不足，增大 摩擦力可以防止带传动打滑。增大摩擦力的方法 有：适当增大初拉力；增大小带轮包角；适当提 高带速等。 ? 带的疲劳损坏主要是因为带在运转过程中，时弯 时直，产生的弯曲应力时有时无，带在交变应力 的作用下工作的，导致带产生疲劳断裂。【项目练习】? 简述带传动的基本原理。 ? 弹性滑动和打滑有什么不同？对带传动各 有什么影响？ ? 带传动的张紧方法有哪些？ ? 练习带传动的拆装。子项目2 链传动? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握链传动的工作原理、结构 类型及特点；掌握链传动的操作、张紧及 失效形式。 ? 技能目标：能拆装、操作、检修链传动机 械。一、链传动的结构、类型? 1、链传动的结构类型? 链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。链传动由主动链 轮1、从动链轮2和绕在链轮上并与链轮啮合的链条3组成。主动链轮 从动链轮 链条链传动类型? 根据使用用途差异，链条可分为起重链、 牵引链和传动链三大类。起重链主要用于 起重机械中提起重物，其工作速度 v≤0.25m/s；牵引链主要用于链式输送机中 移动重物，其工作速度v≤4m/s；传动链用 于一般机械中传递运动和动力，通常工作 速度v≤15m/s。重点介绍应用最多的传动链。2.链传动特点? ①能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬 的不良环境中工作，传动效率高，能保持 平均的传动比； ? ②同时因为张紧力较小，相应的作用在轴 上的压力也较小； ? ③能够用于中心距较大的场合； ? ④对其制造精度要求不高； ? ⑤只能传递平行轴之间的同向运动，运动 平稳性差，工作时有噪声。3.传动链类型? 根据结构的差异把传动链分为齿形链和滚子链两 种。 ? 齿形链在结构上由特定齿形的链片和链轮组成， 二者通过相互啮合来实现传动运动和动力。齿形 链又称无声链传动，它的工作特点是传动平稳， 噪声很小，允许的工作速度可达40m/s。但因为 制造成本相对较高，重量也比较大，故多用于运动精度要求较高或传输速度要求较快的场 合。? 滚子链结构简单，适用范围广，从低速到较高速、 从轻载到重载都能适用，故应用广泛。4.滚子链传动结构? 滚子链由内链板1、套筒2、销轴3、外链板4和 滚子5组成，如图所示。 ? 内链板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定， 构成内链节和外链节。销轴和套筒之间为间隙配 合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链 条。滚子松套在套筒上可自由转动，链轮轮齿与 滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。内链板套筒销轴外链板滚子?链条的长度用链节数表示，一般选用偶数链节，这样链的接头处可采用开口销或弹簧卡片来固定，开口销用于大节距链，弹簧卡片 用于小节距链。当链节为奇数时，需采用过渡链节，由于过渡链节 的链板受附加弯矩的作用，一般应避免采用。二、链传动的传动比及运动的不均匀性? 链传动的运动情况和绕在多边形轮子上的带很相似。多边形边长相当于链节 距p，边数相当于链轮的齿数z。链轮每转过一周，链条转过的长度为pz，当 两链轮的转速分别为n1和n2时，链条的平均速度为： z pn z pn ? （m/s） v? ? n z 60 ? 1000 60 ? 1000 ? 由上式得链传动的平均传动比为：i ? n ? z ? 虽然链传动的平均速度和平均传动比不变，但它们的瞬时值却是周期性变化 的。为便于分析，设链的紧边（主动边）在传动时总处于水平位置，主动轮 以角速度ω1回转，故即使ω1为常数，链轮每送走一个链节，其链速v也经历 “最小-最大-最小”的周期性变化。同理链条在垂直方向的速度也作周期性变 化，使链条上下抖动。 ? 用同样的方法对从动轮进行分析可知，从动轮角速度ω2是变化的，故链传动 的瞬时传动比（i12= ω1 / ω2）也是变化的。 ? 链速和传动比的变化使链传动中产生加速度，从而产生附加动载荷、引起冲 击振动，故链传动不适合高速传动。为减小动载荷和运动的不均匀性， 链传动应尽量选取较多的齿数z1和较小的节距p（这样可使 1减小），并使链 ? 速在允许的范围内变化。1 1 2 2121221三、链传动操作、张紧及失效形式 1. 链传动操作? 正确地安装、使用、维护链条，可以延长链条的寿命，保 证链传动的正常工作。 ? （1）调整两链轮轴线平行，且回转平面在同一铅垂面内， 否则易引起脱链和不正常磨损。 ? （2）安装链条 对套筒滚子链，如果结构上允许在链轮装 好后再装链条（如两轴中心距可调节，且链轮在轴端时）， 则链条可预先连接。否则，应在链条套在链轮上后，再采 用专用的拉紧工具进行连接。对齿形链条则必须将链条套 在链轮上后，再进行连接。 ? （3）链条应紧边在上，松边在下。松边下垂过大时需要 进行调节，调节的方法是移动链轮或应用张紧装置。2.链传动的张紧? 链传动工作时合适的松边垂度一般为f = (0.01~0.02) a，a为传动中心距。若垂度过大，将 引起啮合不良或振动现象，所以必须张紧。 ? 最常见的张紧方法是调整中心距法。当中心距不 可调整时，可采用拆去1～2个链节的方法进行张 紧或设置张紧轮。张紧轮常位于松边，张紧轮可 以是链轮也可以是滚轮，其直径与小链轮相近。3. 链传动的失效? 由于链条的强度比链轮的强度低，故一般链传动的失效主要是 链条失效，其失效形式主要有以下几种 ? ⑴链条铰链磨损 链条铰链的销轴与套筒之间承受较大的压力且 又有相对滑动，故在承压面上将产生磨损。磨损使链条节距增 加，极易产生跳齿和脱链。 ? ⑵链板疲劳破坏 链传动紧边和松边拉力不等，因此链条工作时， 拉力在不断地发生变化，经一定的应力循环后，链板发生疲劳 断裂。 ? ⑶多次冲击破断 链传动在启动、制动、反转或重复冲击载荷作 用下，链条、销轴、套筒发生疲劳断裂。 ? ⑷链条铰链的胶合 链速过高时销轴和套筒的工作表面由于摩擦 产生瞬时高温，使两摩擦表面相互粘结，并在相对运动中将较 软的金属撕下，这种现象称为胶合。链传动的极限速度受到胶 合的限制。 ? ⑸链条的静力拉断 在低速（v & 0.6m/s）重载或突然过载时， 载荷超过链条的静强度，链条将被拉断。【项目实训】? 试分析摩托车链条时松时紧的原因。 ? 分析： ? ⑴链轮不圆，或者链轮的中心孔偏心。实际上， 链轮的外圆和中心孔都是由车床车出来的，而且 只需要一次装夹，因此它们的精度是很容易保证 的。这种可能性小。 ? ⑵链条的滚子与链轮的齿槽不能完全啮合。若不 能完全啮合，则滚子不能进入齿槽，相当于扩大 了链条回转半径，就变得过紧，甚至会自动掉链 子。【项目练习】? ? ? ? 1.链传动有哪几种结构类型？各有什么特点？ 2.滚子链传动有哪几部分组成？ 3.简述链传动的失效形式。 4.练习链传动的拆装。子项目3 齿轮传动? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握齿轮传动的工作原理、类 型及特点；掌握齿轮传动的操作及失效形 式。 ? 技能目标：能拆装、操作、检修齿轮传动 机械。一、齿轮传动概述? 齿轮传动由主动轮、从动轮组成，利用两齿轮的 轮齿相互啮合传递动力和运动。。 ? 齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确， 工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度 和尺寸范围大，可实现平行轴、任意角相交轴和 任意角交错轴之间的传动。但制造和安装精度高， 成本也高。按齿轮轴线的相对位置齿轮传动可分为齿轮传动平行轴圆柱齿轮传动相交轴圆锥齿轮传动交错轴螺旋齿轮传动圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿圆柱齿轮传动按照轮齿排列在圆柱体的外表面、内表面或平面上圆柱齿轮传动外齿轮啮合齿轮传动内齿轮啮合齿轮传动齿轮齿条传动二、齿轮传动操作、失效形式? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.齿轮的基本参数、啮合条件、传动比 齿轮的基本参数是压力角α、模数m和齿数z。 齿轮的模数m=p/π，单位mm。 式中 p――齿距，mm 两齿轮啮合的条件是：两齿轮的模数、压力角α相 等。 传动比可写为 i＝n1/n2＝z2/z1 式中n1,n2 ――分别为主、从动轮转速，r/min； z1 ，z2――分别为主、从动轮齿数。2.操作及维护? 正确地安装、使用、维护齿轮，可以延长轮齿的 寿命，保证齿轮传动的正常工作。 ? ⑴调整齿轮与轴的同轴度、圆柱齿轮两轴的平行 度、锥齿轮两轴相交的角度公差符合要求。 ? ⑵安装完后检查齿面是否接触均匀，试车。 ? ⑶保持正常的润滑条件。 ? ⑷开动机器运行。3.齿轮轮齿的失效形式? 齿轮最重要的部分为轮齿，它的失效形式主要有 ? ⑴轮齿折断 ? 轮齿折断一般发生在齿根部分。在载荷的多次重复作用下，弯 曲应力超过弯曲持久极限时，齿根部分将产生疲劳裂纹。裂纹的 逐渐扩展，最终将引起断齿，这种折断称为疲劳折断。 ? 轮齿因短时过载或冲击过载而引起的突然折断，称为过载折断。 用淬火钢或铸铁等脆性材料制成的齿轮，容易发生这种断齿。 ? ⑵齿面磨损 ? 齿面磨损主要是由于灰砂、硬屑粒等进入齿面间而引起的磨粒性 磨损；其次是因齿面互相摩擦而产生的跑合性磨损。磨损后齿廓 失去正确形状，使运转中产生冲击和噪声。磨粒性磨损在开式传 动中是难以避免的。采用闭式传动，降低齿面粗糙度和保持良好 的润滑可以防止或减轻这种磨损。? ⑶齿面点蚀 ? 在过高的接触应力的多次重复作用下，齿面表层就会产生细微 的疲劳裂纹，裂纹的蔓延扩展使齿面的金属微粒剥落下来而形 成凹坑，即疲劳点蚀，继续发展以致轮齿啮合情况恶化而报废。 实践表明，疲劳点蚀首先出现在齿根表面靠近节线处。齿面抗 点蚀能力主要与齿面硬度有关，齿面硬度越高，抗点蚀能力越 强。软齿面(~350HBS)的闭式齿轮传动常因齿面点蚀而失效。 在开式传动中，由于齿面磨损较快，点蚀还来不及出现或扩展 即被磨掉，所以一般看不到点蚀现象。可以通过提高齿面硬度 和降低表面粗糙度、提高润滑油黏度并加入添加剂、减小动载 荷等措施提高齿面接触强度。 ? ⑷齿面胶合 ? 在高速重载传动中，常因啮合温度升高而引起润滑失效，致使 两齿面金属直接接触并相互粘连，两齿而相对运动时，较软的 齿面沿滑动方向被撕裂出现沟纹，这种现象称为胶合。在低速 重载传动中，由于齿面间不易形成润滑油膜也可能产生胶合破 坏。 ? 提高齿面硬度和降低表面粗糙度能增强抗胶合能力。低速传动 采用黏度较大的润滑油；高速传动采用含抗胶合添加剂的润滑 油对于抗胶合也很有效。【项目实训】? 图中是失效的齿轮，试判断下列轮齿失效 属于哪种失效形式？并说明原因。(a) ――齿面点蚀(b)――齿面胶合(c)――齿面磨损【项目练习】? ? ? ? 1.齿轮传动有哪些结构类型？各有什么特点？ 2.齿轮传动的啮合条件是什么？ 3.简述齿轮传动的失效形式。 4.练习齿轮传动的拆装。项目二 输送机械 子项目1固体物料输送机械? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握各种固体物料输送机械的 结构、工作原理、特点及适应范围；掌握 带式输送机常见故障及处理措施。 ? 技能目标：能操作、维护固体物料输送机 械。固体物料的输送机械概述? 固体物料的形态多样，包括粉末状、颗粒状、 大粒状、块状等，对于不同形态的固体物料应 采用不同的输送方式及设备。 ? 常用的固体物料的输送机械有带式输送机、斗 式提升机、螺旋输送机、刮板输送机等。一、带式输送机? 1．带式输送机结构及工作原理 ? 带式输送机由输送带、托辊、驱动装置、张紧装置、装卸料 装置、清扫器等装置组成。 ? 工作原理 由挠性输送带作为物料承载件和牵引件的连续输 送设备，根据摩擦传动的原理，由传动滚筒带动输送带进行 物料的传递与运输。张 紧 轮加料斗上托辊加料 装置带 轮主 动 轮重 锤下托辊 清扫器? 2.带式输送机常见故障及处理措施 ? （1）输送带跑偏的处理 ? 输送带本身弯曲不直或接头不正引起跑偏，必须重新处理输送带接头；输送 带空载时发生跑偏，而加上物料就能得到纠正，稍放松拉紧装置或减少重锤 块就可调整；滚筒表面粘结物料，使滚筒成为圆锥面，会使胶带向一侧偏离。 常用的处理办法是经常检查清扫器和进行人工清扫。 ? （2）胶带运输机的洒料 ? 转载点处洒料产生的原因可能是带式输送机严重过载、导料槽挡料橡胶裙板 损坏等；跑偏时的洒料，可通过调整胶袋的跑偏；输送机启动时凹段弹起洒 料，可在带式输送机凹段处增设压带轮来避免输送带的弹起。 ? （3）异常噪声 ? 异常噪声是因为托辊严重偏心。主要原因有二：一是制造托辊的无缝钢管壁 厚不均匀，二是在加工时两端轴承孔中心与外圆圆心偏差较大；联轴器两轴 不同心。措施应是及时对电机、减速机的位置进行调整，以避免引起减速机 输入轴的断裂及轴承的烧毁；对改向滚筒与驱动滚筒引起的噪声，应立即更 换轴承。 ? （4）减速机的断轴 ? 减速机的断轴是因为减速机高速轴在设计上强度不够，应当更换减速机或修 改减速机的设计；高速轴不同心引起的断轴需要在安装与维修时仔细调整其 位置，保证同轴度满足安装要求。 ? （5）胶带打滑 ? 原因是重锤拉紧装置和车式拉紧装置不合适。带式运输机胶带的打滑可在胶 带打滑时可添加配重或拉紧绞车来解决，直到胶带不打滑为止；螺旋拉紧装 置打滑可调整张紧行程来增大张紧力。二、斗式提升机? 主要部件 料斗、链条 （带）、张紧装置、驱动 装置和装、卸料装置等。 ? 工作原理 由传动装置提 供动力给链轮轴，利用附 机壳 在带或钢索或链条等挠性 物上的料斗在垂直或倾斜 料斗 的方向上作往复运动来将 低处的物料输送到高处的。 牵引链驱动装置张紧装置三、螺旋输送机? 主要部件 由等距螺旋、固定的机壳（料槽）、进出料口、驱动装置 等组成的。 ? 工作原理 当物料进入固定机槽内时，由于物料的重力及其与机槽间 的摩擦力作用，堆积在机槽下部的物料不断随螺旋体旋转，在旋转着 的螺旋叶片的推动下向前移动。是利用螺旋旋转来推动物料前进的输 送设备。它适用于需要密闭运输的物料，如粉状或颗粒状的物料。驱 动 装 置出 料 口旋 转 中间 螺 吊挂 旋 轴承 轴壳 体进 料 口四、刮板输送机? 刮板输送机输送物料时刮板链条全埋在物料之中，所以又称为埋刮板 输送机。 ? 主要部件 由封闭壳体（机槽）、驱动装置、刮板链条、拉紧装置、 进出物料口等部件组成。 ? 工作原理 刮板输送机是利用无端循环的链条作为牵引构件，由链条 通过与链轮啮合实现链条在料槽中运动，连接在链条上的刮板通过链 条的运动，拉动或推动物料在多节可拆卸的敞开料槽内实现物料的输 送和分配。进口管 主链轮 拉紧装置 从链轮出口管输送机械优缺点及适用范围优点 带式输 送机 结构紧凑、操作方便、动作平稳、输送能 力较高、各部分摩擦阻力较小、动力消耗 较低，在输送过程中对物料的破损较少， 而且安装维修方便 密封性好，结构紧凑、提升量大，可把物 料输送到较高的位置，生产率范围较大 （3~160m3／h） 结构简单，横截面尺寸小，造价低廉，便 于在若干位置进行中间加载和卸载，操作 安全方便，密封性好 缺点 粉尘大、劳动环境差、造价 贵、不封闭 适用范围 只能用于直线输送，改向时需 几台联合使用，不能垂直输送 或大坡度输送 适用于垂直输送粉状、颗粒及 小块的物料斗式提 升机对过载较敏感，必须均匀供 料螺旋输 送机机件磨损较严重、输送量较 适用于颗粒或粉状物料的水平、 低、消耗功率大、物料在运 倾斜和垂直输送，不适宜输送 输过程中易破碎、运输距离 易变质的、粘性大的易结块的 不宜过长，一般在30米以内， 物料 过载能力较低 常用于输送颗粒状、小块状和 粉状物料，能在水平或150o角 范围内作倾斜和垂直输送。一 般水平输送最大长度为 80~120m，垂直提升输送高度 为20~30m。在输送有毒、易 爆、高温和易飞扬的物料、改 善操作条件和减少环境污染等 方面具有突出的优势刮板输 送机结构简单、质量小、体积小、密封性能好， 空载功率消耗较大，为总功 便于安装、可单点和多点进、出料，可以 率的30%左右，不宜长距离 承受垂直或水平方向的弯曲，可反向运行， 输送，易发生掉链、跳链事 便于处理底链事故 故，消耗钢材多，成本大【项目实训】? 某生产企业所用原料为散装颗粒，原料离反应设备进口约 8米高，试选择正确的固体物料输送机械，将原料提升8米 后，输入反应设备进口。试为该企业选择输送机械。 ? 提示：原料离反应设备进口约8米，提升高度大，上述 四种固体物料输送机械中斗式提升机提升高度最高可达30 米；带式输送机一般作水平方向的输送，也可按一定倾斜 角度向上输送，但倾斜角度不宜超过17°~18°；垂直式 螺旋输送机输送高度一般不大于6米；所以选择斗式提升 机比较合适。【项目练习】? ⒈试比较四种固体物料输送机械的结构特 点及适用场合。 ? ⒉试调查附近企业所使用固体物料输送机 械，说明其类型。 ? ⒊练习操作各种固体物料输送机械，并说 明其异同。子项目2液体物料输送机械? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握离心泵及特殊泵的结构、 特点、工作原理及适应范围；掌握离心泵 常见故障及处理措施。 ? 技能目标：能操作、维护液体物料输送机 械。一、离心泵? 无论在日常生活中，还是在化工生产中，常常需要将液体 从低处输送到高处，或从低压送至高压，或沿管道送至较 远的地方。这种液体输送机械称之为泵。 ? 离心泵主要由泵壳、叶轮、轴封装置、电动机等组成。1.离心泵的结构及工作原理? 泵壳的特点是蜗壳状，其主要起导流 及能量转换的作用；叶轮由轴带动提 供能量。 ? 离心泵的工作原理 在启动前先进行 灌泵，然后打开电源，电机带动叶轮 旋转，叶轮带动液体旋转，液体以较 大的速度被甩到叶轮边缘进入泵壳， 在蜗壳中随流道截面积的逐渐扩大， 液体的部分动能转变成静压能，液体 以较大的压强被压出，与此同时，当 叶轮中心的液体被甩出后，泵壳的吸 入口就形成了一定的真空，外面的大 气压力迫使液体经底阀吸入管进入泵 内，填补了液体排出后的空间。这样， 只要叶轮旋转不停，液体就源源不断 地被吸入与排出。压水管 止回阀 压力表 法兰 闸阀 蜗壳 叶轮 压水室 底阀2.离心泵的工作点与流量调节? （1）离心泵的工作点 ? 输送液体是靠泵和管路相互配合完成的。一台离 心泵安装在一定的管路系统中工作，包括阀门开 度也一定时，就有一定的流量与压头。 ? 泵安装在特定的管路中，其特性曲线H-Q与管路 特性曲线He-Q的交点称为离心泵的工作点。即泵 的工作点对应的泵压头和流量既是泵提供的，也 是管路需要的。? （2）离心泵的流量调节 ? 泵在实际操作过程中，经常需要调节流量。从泵 的工作点可知，调节流量实质上就是改变离心泵 的特性曲线或管路特性曲线，从而改变泵的工作 点问题。 ? ①改变管路特性曲线最简单的方法就是调节出口 阀开度。 ? ②改变泵的特性曲线可以通过改变叶轮转数和切 割叶轮直径来实现。 ? ③当两台泵串联时可以增加扬程，当两台泵并联 时可以增加流量。3.离心泵常见不良现象及处理? （1）气缚现象 ? 离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很低，旋转后产生的离心 力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内，虽启 动离心泵也不能输送液体。此种现象称为“气缚”，表示离心泵无自吸能力， 所以必须在启动前向壳内灌满液体。 ? 在启动前向壳内灌满液体，做好壳体的密封工作，这样可以有效防止“气 缚”现象的发生。 ? （2）汽蚀现象 ? 当离心泵叶片入口附近的压强等于或小于液体的饱和蒸气压，液体将在该处 汽化产生气泡，并随液体流向高压区，气泡在高压的作用下迅速液化或破裂， 此时周围的液体以极高的速度、频率和压强冲向叶轮和泵壳，使得叶轮和泵 壳遭到破坏，这种现象称为汽蚀现象。 ? 汽蚀时传递到叶轮及泵壳的冲击波，加上液体中微量溶解的氧对金属化学腐 蚀的共同作用，在一定时间后，可使其表面出现斑痕及裂缝，甚至呈海绵状 逐步脱落；发生汽蚀时，还会发出噪声，进而使泵体震动；同时由于蒸汽的 生成使得液体的表观密度下降，于是液体实际流量、出口压力和效率都下降， 严重时可导致完全不能输出液体。? 欲防止发生汽蚀必须提高有效汽蚀余量，使有效汽蚀余量大 于等于最低汽蚀余量，可防止发生汽蚀的措施有 ? ①减小几何吸上高度（或增加几何倒灌高度）。 ? ②减小吸入损失，为此可以设法增加管径，尽量减小管路长 度、弯头和附件等。 ? ③防止长时间在大流量下运行。 ? ④在同样转速和流量下，采用双吸泵，因减小进口流速，泵 不易发生汽蚀。 ? ⑤离心泵发生汽蚀时，应把流量调小或降速运行 。 ? ⑥离心泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响。 ? ⑦对于在苛刻条件下运行的泵，为避免汽蚀破坏，可使用耐 汽蚀材料。二、特殊泵? 1.往复泵 ? 往复泵是容积式泵的一种，由泵缸、活塞，活塞杆及吸入阀、 排出阀组成，是依靠泵缸内的活塞作往复运动来改变工作容积， 从而达到输送液体的目的。排出阀 吸入阀 工 作 室 泵缸活塞往复泵工作原理 活塞1自左向右移动时，工作室3的容积逐渐扩大，泵缸内形 成负压，流体顶开吸入阀4，进入活塞1所让出的空间，直至活塞1移动到最右 端。当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力增大，吸入阀4关闭，由 排出阀5打开，液体排出。活塞往复一次，各吸入和排出一次液体，称为一个 工作循环，这种泵称为单动泵。若活塞往返一次，各吸入和排出两次液体，称 为双动泵。活塞由一端移至另一端，称为一个冲程。2.齿轮泵? 两个齿轮相互啮合在一起而构成的泵，称为齿轮泵， 齿轮泵也是容积式回转泵的一种泵壳内的两个齿轮，参数相同，齿轮两侧有端 盖，泵体、泵盖和齿轮构成的密封空间就是齿 轮泵的工作容积。 在工作容积两端有进油口和出油口（不一定是 油，也可以是其他介质），这对紧密配合的齿 轮在密封壳体内相互啮合旋转，在泵体内部形 成类似一个“8”字形的工作区，齿轮的外径和 两侧都与泵体紧密配合，传送介质从进油口进 入，随着齿轮的旋转沿壳体运动，最后从出油 口排出，最后将介质的压力转化成机械能进行 做功――齿轮泵工作原理? ? ? ? ? ?齿轮泵常见的故障 ①齿轮泵内部的零件磨损； ②齿轮泵壳体的磨损； ③油封磨损； ④油封老化； ⑤齿轮泵内部零件的磨损也会造成内漏， 其中轴套和齿轮端面之间泄漏面积大，是 造成漏油的主要部位。3.螺杆泵? 螺杆泵主要由螺杆、螺腔、填料函、平行销连杆、套轴、轴 承、机座等组成，是回转容积式泵的一种。压 出 管 衬 套 螺 杆 万 向 联 轴 器 吸 传 入 动 管 轴 轴 拖 轴 泵 封 架 承 轴螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬 筒内壁的紧密配合，在泵的吸入口和排出口之间，就会被分隔成一个或多个密 封空间。随着螺杆的转动和啮合，这些密封空间在泵的吸入端不断形成，将吸 入室中的液体封入其中，并自吸入室沿螺杆轴向前连续地推移至排出端，将封 闭在各空间中的液体不断排出，犹如一螺母在螺纹回转时被不断向前推进的情 形那样――螺杆泵的基本工作原理。? 螺杆泵常见故障 ? ⑴泵体剧烈振动或产生噪音 原因有水泵安装不牢或水泵安装过高，或 电机滚珠轴承损坏，或水泵主轴弯曲或与 电机主轴不同心、不平行等。 ? ⑵水泵不出水 原因有泵体和吸水管没灌满引水，或动水 位低于水泵滤水管，或吸水管破裂等。各种常用泵优缺点及适用范围优点 离心泵 缺点 适用范围 只能用于粘度近 似于水的液体。 转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、 起动前泵内要灌满液 性能平稳、容易操作和维修 体，液体粘度对泵性 能影响大 效率高且能达到很高压力，但压力变化几乎不影响流量， 因而能提供恒定的流量；具有自吸能力，可输送液、气 混合物，特殊设计的还能输送泥浆、混凝土等；流量和 压力有较大的脉动，特别是单作用泵，由于活塞运动的 加速度和液体排出的间断性，脉动更大。通常需要在排 ⑴ 出管路上（有时还在吸入管路上）设置空气室使流量比 较均匀。采用双作用泵和多缸泵，还可显著地改善流量 的不均匀性； 结构紧凑、体积小、重量轻、造价低 速度低，尺寸大；结 构较离心泵复杂，需 要有专门的泵阀，制 造成本和安装费用都 较高往复泵此泵适用于小流 量、高压力的输 液系统。齿轮泵与其他类型泵相比有 适用于输送粘稠 效率低、振动大、噪 液体 声大、易磨损等缺点。 螺杆的加工和装配要 求较高、泵的性能对 液体的粘度变化比较 敏感。 适用于输送润滑 油、燃油等各种 油类及高分子聚 合物和高粘度介 质。螺杆泵损失小、经济性能好、压力高而均匀、脉动小、运转平 稳、无震动和噪音、自吸性和排出能力好、转速高、能 与原动机直联【项目实训】? 某企业一离心机泵体噪声大、振动严重， 泵性能能下降。打开机壳后，发现叶轮呈 图所示状态，试说明原因。【项目练习】? ⒈试比较离心泵和螺杆泵特点及适用场合。 ? ⒉何谓“气缚”现象? 产生此现象的原因是 什么? 如何防止“气缚”现象? ? ⒊简述螺杆泵的操作注意事项。 ? 4.拆装离心泵，练习使用离心泵。子项目3 气体输送机械? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握气体输送机械的应用、分 类及特点；掌握风机、鼓风机、压缩机、 真空泵的结构、特点、工作原理及适用范 围。 ? 技能目标：能拆装通风机；能操作风机、 鼓风机、压缩机、真空泵等气体输送机械。一、气体输送机械的应用、分类、特点? 1.气体输送机械在工业生产中的应用 ? （1）气体输送 为了克服管路的阻力，需要提高气体的压力。 纯粹为了输送的目的而对气体加压，压力一般都不高。但气体 输送往往输送量很大，需要的动力往往相当大。 ? （2）产生高压气体 化学工业中一些化学反应过程需要在高压 下进行，如合成氨反应、乙烯的本体聚合；一些分离过程也需 要在高压下进行，如气体的液化与分离。这些高压进行的过程 对相关气体的输送机械出口压力提出了相当高的要求。 ? （3）生产真空 相当多的单元操作是在低于常压的情况下进行， 这时就需要真空泵从设备中抽出气体以产生真空。2.气体输送机械的分类? 气体输送机械按工作原理分为离心式、旋转式、 往复式以及喷射式等。 ? 按出口压力（终压）或压缩比不同分为如下几类 ? （1）通风机 终压（表压，下同）不大于 14.7kPa，压缩比1~1.15。 ? （2）鼓风机 终压14.7~294kPa，压缩比小于4。 ? （3）压缩机 终压在294kPa以上，压缩比大于4。 ? （4）真空泵 减压用的气体输送机械。所产生压 力低于大气压，压缩比由真空度决定。3.气体输送机械的特点? （1）动力消耗大 对一定的质量流量，由于气体的密度小， 其体积流量很大。因此气体输送管中的流速比液体要大得 多，气体经济流速（15~25m/s）约为液体经济流速 （1~3m/s）的10倍。因而气体输送机械的动力消耗往往 很大。 ? （2）气体输送机械体积一般都很庞大，对出口压力高的 机械更是如此。 ? （3）由于气体的可压缩性，故在输送机械内部气体压力 变化的同时，体积和温度也将随之发生变化。这些变化对 气体输送机械的结构、形状有很大影响。因此，气体输送 机械需要根据出口压力来加以分类。二、风机? 常用的通风机有离心式和轴流式两类。轴流式通风机 所产生的风压较小，一般只用作通风。离心式则较多 地用于气体输送。主要介绍离心式通风机。 ? 通风机根据出口风压不同，可以分为低压离心式通风 机、中压离心式通风机、高压离心式通风机。其中， 中、低压离心式通风机出口风压在100~300mmH2O， 主要用于通风换气；高压离心式通风机出口风压在 300~1500mmH2O，主要用于气体输送。（a）离心式（b）轴流式? 离心式通风机主要由机壳、叶轮、吸入口、排出 口等部分组成。 ? 离心式通风机工作原理 当电动机转动时，风机 的叶轮随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空 气从叶轮中心甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在 机壳中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机 出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后， 就形成了真空，吸气口外面的空气在大气压作用 下又被压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气 也就在通风机的作用下，在管道中不断流动。三、鼓风机? 鼓风机的类型很多，常用的有罗茨鼓风机和离心式鼓风机。 ? 1.罗茨鼓风机 ? 其结构主要由机壳和两个或三个特殊形状的转子组成。两叶直齿叶型三叶螺旋齿叶型两叶直齿叶型工作原理图? 罗茨鼓风机原理利用两个叶形转子在气缸内作相对运 动来压缩和输送气体的回转压缩机。这种压缩机靠转子轴端的 同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气 缸内壁组成工作容积，在转子回转过程中从吸气口带走气体， 当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时，因有较高压力的气 体回流，这时工作容积中的压力突然升高，然后将气体输送到 排气通道。两转子依次交替工作。两转子互不接触，它们之间 靠严密控制的间隙实现密封，故排出的气体不受润滑油污染。2.离心式鼓风机? 离心式鼓风机又称涡轮鼓风机或透平鼓风机，其工作原理 与离心式通风机相同。单级离心式鼓风机产生压强小，通 常多级使用。 ? 离心式鼓风机原理 当鼓风机的工作叶轮高速旋转时产生 离心力，将气体由叶轮的中心甩向外圆周，而在中心处产 生减压，气体不断被吸入。而甩向外圆周的气体，则静压 头和动压头都被增高了。从第一级叶轮出口的气体，以同 样的情况被吸至第二级叶轮的中心处，依次经过所有的叶 轮，使气体达到所要求的压力，最后进入外壳，由压出连 接管排出。工作叶轮上的扩散圈是为了避免气体由工作叶 轮进入次一级叶轮时发生撞击现象。离心式鼓风机工作叶轮扩 散 圈壳涡囊多级离心式鼓风机吸入连接管压出连接管罗茨鼓风机与离心式鼓风机比较优点 缺点噪声大；效率低适用范围适用于低压力场合的气体 输送和加压，也可用作真 空泵罗茨鼓 风机离心式 鼓风机结构简单，制造方便；风流量变化不 大。排气量为0.15～150m3/min，转速 为 150～3000r/min。单级压比通常小 于1.7，最高可达2.1，可以多级串联使 用。生产能力大。最大离心式鼓风机生产 能力可达6000m3/min。4~6级离心式 鼓风机，产生的压强可达到 0.13~0.4MPa。风压只能在很小的范围内 调节适用范围广四、压缩机? 压缩机的类型很多，常用的有往复式压缩机、离心式压缩机。 ? 1.往复式压缩机 ? 往复式压缩机的工作原理与往复式泵相同。当曲轴旋转时，通 过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞 顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开 始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气 管推开进气阀进入气缸，直到工作容积变到最大为止，进气阀关 闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当 气缸内压力达到并稍高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气 缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反 向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复 一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气过程，即完成一个工作 循环。 ? 往复式压缩机与往复式泵的不同之处是气体的可压缩性。当气体 经过压缩机时，体积压缩而受功，此项功和摩擦损失均转变为热， 同时，由于气体的密度与比热均比液体要小，导致气体的温度上 升，此项热量必须除去，在操作中常采用冷却的方法来降低气体 温度的上升。所以压缩机会附有冷却装置。2.离心式压缩机? 离心式压缩机的工作原理与离心式鼓风机相同，区别是 ? ⑴产生压强大。离心式鼓风机所能达到的压强为0.13~0.4MPa； 而离心式压缩机所能达到的压强为0.4~1.0MPa，特殊构造的压缩 机可达3.0MPa或更大。 ? ⑵中间有冷却器。离心式鼓风机中间不加冷却器，而离心式压缩 机级数多，压强高，级与级之间叶轮大小不一样。气体入口处压 强小，叶轮较大，一级比一级压强的增大，气体体积相应缩小， 叶轮越来越小。当气体经过几级压缩后，温度将显著上升，必须 加中间冷却器。 ? 与活塞式压缩机相比：气量大，结构简单紧凑，重量轻，机组尺 寸小，占地面积小；运转平衡，操作可靠，运转率高，摩擦件少， 因之备件需用量少，维护费用及人员少；在化工流程中，离心式 压缩机对化工介质可以做到绝对无油的压缩过程。 缺点是一般比 活塞式压缩比低，一般低5~10%左右；稳定工况区较窄，其气量 调节虽较方便，但经济性较差。目前不适用于气量太小及压缩比 过高的场合。五、真空泵? 把气体从设备内抽吸出来，从而使设备内的压力低于一个大 气压的机械叫真空泵。常用的有往复式、水环式和射流式等。 ? 1.往复式真空泵 ? 靠活塞往复运动使泵腔（气缸）的工作容积周期性地变 化来抽气的真空泵，又称活塞真空泵。其结构、原理同往复 泵。工作时，吸气管接被抽真空容器，排气管直通大气。往 复真空泵抽气量较大，抽气速率范围为每小时45～20000m3， 单级泵极限压力约为103Pa，双级泵可达1Pa。在泵的吸气 口处若安装冷凝器，可抽出含水蒸汽的气体；若安装过滤器， 则可抽除含尘气体。 ? 往复式真空泵具有抽气速率大、真空度高的特点，但结 构复杂、维修量大。适用于抽送不含固体颗粒、无腐蚀性的 气体。2.水环式真空泵? 工作原理 叶轮2偏心地装在圆形泵壳1内，当叶轮按图中顺时针方向旋转时， 将事先灌入泵中的水抛向泵壳四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定 于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮 毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一 定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空 间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起 点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口 相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋 转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排 出泵外。可见水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此 它属于变容式真空泵。排出孔 液环 工作室泵壳叶轮端盖 吸入孔3.射流式真空泵? 射流式真空泵是利用一种流体的作用产生压力或造成真空， 从而达到输送另一种流体的泵。 ? 射流式真空泵原理 当具有一定压力的工作流体通过喷嘴， 以一定速度喷出时，由于射流质点的横向紊动扩散作用， 将吸气管内的气体带走，使管内形成真空。低压流体被吸 入，两股流体在喉管内混合，并进行能量交换，工作流体 的速度减小，被吸流体的速度在增加，在喉管出口，两者 趋近一致，压力逐渐增加，混合流体通过扩散管后，大部 分动力转换为压力能，使压力进一步提高，最后经排出管 排出。喷射泵的工作流体可以是蒸汽也可以是水。 ? 前者称为蒸汽喷射泵，后者称为水喷射泵。扩大管 工作蒸汽 混合室 气体吸入口 压出口真空泵比较表优点 缺点 适用范围往复式 真空泵 水环式 真空泵抽气速率大、真空度高结构复杂、维修量大适用于抽送不含固体颗粒、 无腐蚀性的气体。结构简单、紧凑，工作稳定可靠， 流量均匀效率不高生产中常用来输送或抽吸易 燃、易爆和有腐蚀性的气体， 可以抽吸带液体的气体射流式 真空泵工作压强范围广，抽气量大，结构 简单，适应性强（可抽送含有灰尘 以及腐蚀性、易燃、易爆的气体 等），技术运行稳定可靠，使用维 修方便效率低，一般只有 10~25%喷射真空泵多用于抽真空， 很少用于输送目的。近几年， 新开发的多股射流、多级射 流、脉冲射流等新型射流泵， 其传能效率有所提高。【项目实例】? Ⅳ效蒸发罐加热室要求真空下操作，试为Ⅳ效蒸发罐加热室设计合理的流程 和设备。 ? 提示：加热室排出的二次蒸汽要求真空操作。 ? Ⅳ效蒸发罐加热室排出的二次蒸汽和不凝气接混合式冷凝器，混合冷凝器内 填充填料。抽真空水入口 真空泵是一种可以抽出特定密封容器内的气 体，使该容器获得一定真空的设备。 二次蒸汽从侧管进入后与上面喷下的冷水相 接触，冷凝器内装满了填料，填料被水淋湿 后，增大了冷水与蒸汽的接触面积，蒸汽冷 凝成水后，沿下部管路流出，不凝气体由上 部管路被真空泵抽出，以保证冷凝器内一定 的真空度。 真空泵不适用于抽出含氧过高的、有毒的、 有爆炸性侵蚀黑色金属的和对真空油起化学 作用的各种气体，也不可作为压缩机输送泵 使用。蒸汽 入口水出口【项目练习】? ⒈举例说明气体输送机械的用途。 ? ⒉简述离心式通风机、鼓风机的原理。 ? ⒊简述活塞式压缩机和离心式压缩机的优 缺点。 ? 4.简述真空泵种类及工作原理。 ? 5.练习操作风机、压缩机、真空泵。项目三 固体粉碎机械 子项目1 破碎机? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握各种破碎机的结构、工作 原理、特点及适用范围； ? 技能目标：能熟练操作破碎机。一、破碎机类型? 破碎作业常按给料和排料粒度的大小分为粗碎、 中碎和细碎。 ? 常用的破碎机有锤式破碎机、圆锥破碎机、颚式 破碎机、辊式破碎机等。 ? 二、破碎机 ? 1．锤式破碎机 ? 锤式破碎机按结构型式分有立式、卧式、单转子、 双转子等几种型式，出料处大部分设有固定的筛 子，用户可以根据自己的需要选用合适孔径的筛 子来控制出料粒度。? 该种破碎机单转子的破碎比一般在10~15，双转 子的可达20~30，其对原料的含水率要求很严， 一般不宜超过8%，若含水率过高易堵筛孔而不出 料。使用中为了防止非破碎物，如铁块、钢钉等 落入破碎机中，必须仔细检查所加进的物料并保 证及时将非破碎物清除掉。 ? 锤式粉碎机由锤式破碎机箱体、转子、锤头、反 击衬板、筛板等组成。? 锤式破碎机的工作原理 电动机带动转子在破碎腔 内高速旋转。物料自上部给料口给入机内，受高 速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而 粉碎。在转子下部，设有筛板、粉碎物料中小于 筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的 粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨， 最后通过筛板排出机外。 给料转子 机架 反击衬板 锤头篦条筛板排料2.圆锥破碎机? 圆锥破碎机由机架、水平轴、动锥体、平衡轮、偏 心套、上破碎壁(固定锥)、下破碎壁(动锥)、液力偶 合器、润滑系统、液压系统、控制系统等几部分组 成。? 圆锥破碎机工作原理 利用一个直立的截头圆锥 体（称轧头），在另一个固定的锥体（轧臼）内 作偏心转动，从而使物料受挤压而破碎。需要破 碎的物料从上部加入，调节轧头的升降，改变两 锥体间缝隙的宽度来调节粉碎度。两个锥体的挤 压面容易遭到破坏，一般用高硬度的合金钢。进料 活动轧头锥形壳体3.颚式破碎机? 颚式破碎机在矿山、建材、基建等部门主要用作粗碎机和中 碎机。按照进料口宽度的大小分为大、中、小型三种，进料 口宽度大于60cm的为大型机器，进料口宽度在30~60cm的 为中型机，进料口宽度小于30cm的为小型机。 ? 颚式破碎机由机体、偏心轴、连杆、颚板以及调节机构等部 分组成，经三角带将动力传给连杆，带动活动颚板，破碎物 料。出料粒度通过手轮、横杆等进行调节。? 颚式破碎机工作原理 电动机通过皮带轮带动偏 心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而 对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大 变小，逐渐下落，直至从排料口排出。固定颚动颚闭合时动颚开启时4.辊式破碎机? 辊式破碎机是利用辊面的摩擦力将物料咬入破碎 区，使之承受挤压或劈裂而破碎的机械。当用于 粗碎或需要增大破碎比时，常在辊面上做出牙齿 或沟槽以增大劈裂作用。辊式破碎机通常按辊子 的数量分为单辊、双辊和多辊破碎机。 ? 辊式破碎机由主要由辊轮组成、辊轮支撑轴承、 压紧和调节装置以及驱动装置等部分组成。? 辊式破碎机工作原理 被破碎物料经给料口落入两 辊子之间，进行挤压破碎，成品物料自然落下。 遇有过硬或不可破碎物时，辊子可凭液压缸或弹 簧的作用自动退让，使辊子间隙增大，过硬或不 可破碎物落下，从而保护机器不受损坏。相向转 动的两辊子有一定的间隙，改变间隙，即可控制 产品最大排料粒度。双辊破碎机是利用一对相向 转动的圆辊，四辊破碎机则是利用两对相向转动 的圆辊进行破碎作业。破碎机比较优点 锤式 破碎 机 破碎比大（一般为10～25，高者达50），生产能 力高，产品均匀，过粉碎现象少，单位产品能耗 低，结构紧凑，设备质量轻，易损件少，操作维 修方便。 缺点 锤头、篦条、锤架及衬板等 零件磨损较快，检修和找平 衡时间长，当破碎硬质物料 时，磨损更快。对含水超过 10%和粘性的物料，篦条易 发生堵塞，为此容易造成停 机。 适用范围 用于破碎各种中硬且磨 蚀性弱的物料。其物料 的抗压强度不超过 100MPa，含水率小于 15%。圆锥 破碎 机采用液压系统，可调整破碎机排矿的大小，保证 设备的安全运转。若在破碎腔中有异物时，液压 系统可使动锥体自动下退，当异物排出后，该系 统使下退的动锥体自动复位。重新保持原来的排 矿口位置继续工作；内部结构密封性能好，使灰 尘杂质无法进人机体内，可有效的保护设备免受 粉尘及其他小颗粒的侵害。旋回的机身较高，厂房的建 破碎坚硬与中硬矿石及 筑费用较大；机器重量较大， 岩石 设备投资费较高； 它不适 宜于破碎潮湿和粘性矿石； 安装、维护比较复杂，检修 亦不方便。颚式 构造简单，制造成本低，检修维护方便， 破碎 工作可靠，机器高度小，便于配置，对于 机 水分高粘性大的矿石不易堵塞辊式 破碎 机 结构简单，紧凑轻便、工作可靠，价格低廉、维 修方便.并且破碎产品粒度均匀，过粉碎小，产品 粒度细（可以破碎到3毫米以下）生产率低，电能消耗大， 振动较大，破碎比小， 产品粒度不够均匀，不 能挤满给矿。处理能力低颚式破碎机在矿山、 建材、基建等部门主 要用作粗碎机和中碎 机适于处理软质物料、低 硬度脆性物料的粗碎或 中碎作业，带黏性或塑 性物料的细碎作业【项目实训】? 简述鄂式破碎机的开车、停车操作和需要停车情形。 ? 提示：开车操作：① 启动前先检查，证明机器各部分情况正 常。 ? ②起动前，必须用铃声或信号先示警。 ? ③破碎机正常运转后，可投料生产。 ? ④物料应均匀地加入破碎机腔内，避免单边过载或承受过载。 ? 停车情形：①正常工作时，轴承的温升不应该超过30℃，最 高温度不得超过70℃。超过上述温度时，应立即停车。 ? ②发现有不正常现象时，应立即停止运转。 ? ③破碎时，如因破碎腔内物料阻塞，应当停车。 ? 停车操作：① 停止加料。 ? ②关闭电源。 ? ③清理破碎腔内物料。【项目练习】? ⒈常用破碎机械有哪几种？各有什么特点？ ? ⒉比较四种破碎机械的异同及适用场合。 ? ⒊练习操作各种破碎机械，并说明其异同。子项目2 球磨机? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握球磨机的结构、工作原理、 特点；掌握球磨机操作要点；掌握球磨机 常见故障及处理措施。 ? 技能目标：能操作、维护、检修球磨机。一、球磨机概述? 球磨机是物料被破碎之后，粒度在数十毫 米左右，为达到生产工艺所要求的细度， 还必须经过粉磨设备的磨细。球磨机是工 业生产中广泛使用的高细磨机械之一。二、球磨机? 1. 球磨机结构及工作原理 ? 球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速 机，小传动齿轮，电机，电控）等部分组成。 ? 球磨机的主要工作部分是一个装在两个大型轴承上 并水平放置的回转圆筒，筒体用隔仓板分成几个仓 室，在各仓内装有一定形状和大小的研磨体。研磨 体一般为钢球、钢锻、钢棒、卵石、砾石和瓷球等。 为了防止筒体被磨损，在筒体内壁装有衬板。进 给 料 料 端 器 盖 筒 体 隔 齿 板 圈 出 料 轴 端 承 盖 各种矿石和其 它可磨性物料 进行干式或湿 式粉磨? 球磨机工作原理 当球磨机回转时，研磨体在离心力和与筒 体内壁的衬板面产生的摩擦力的作用下，贴附在筒体内壁的 衬板面上，随筒体一起回转，并被带到一定高度（如图4-40 所示），在重力作用下自由下落，下落时研磨体像抛射体一 样，冲击底部的物料把物料击碎。研磨体上升、下落的循环 运动是周而复始的。此外，在磨机回转的过程中，研磨体还 产生滑动和滚动，因而研磨体、衬板与物料之间发生研磨作 用，使物料磨细。由于进料端不断喂入新物料，使进料与出 料端物料之间存在着料面差能强制物料流动，并且研磨体下 落时冲击物料产生轴向推力也迫使物料流动，另外磨内气流 运动也帮助物料流动。因此，磨机筒体虽然是水平放置，但 物料却可以由进料端缓慢地流向出料端，完成粉磨作业。球磨机特点? 球磨机可用于干磨或湿磨；操作条件好，粉碎在密闭机内 进行，没有尘灰飞扬；运转可靠，研磨体低廉且便于更换； 球磨机的操作灵活，可间歇操作，也可连续操作；球磨机 在充入惰性气体后可以粉碎易爆物料。 ? 缺点是体积较大、重量较大、不易移动，安装时要求有牢 固稳定的平面，并需固定。球磨机的工作的耗能高而效率 较低，运行伴随有较大的噪音和振动，同时球磨机使用的 研磨体在研磨过程中的磨损很快，摩擦产生的粉磨会污染 研磨产品。 ? 球磨机广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐 火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行 业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。2.球磨机操作要点? 开车方法 ①逐项检查，确认无误；② 启动油泵，检查润滑 点油流情况及润滑系统指示情况是否正常；③盘 车检查有无阻滞现象； ④ 搬动控制箱上的控制开 关至“合闸”位置；⑤启动球磨机。 ? 停车方法 ① 停止给矿，关闭水门；② 机内矿石处理完毕， 停车； ③ 搬动控制箱上控制手柄至“分闸”位置； ④停止运行球磨机；⑤停止油泵。3. 球磨机常见故障及处理措施? ⑴球磨机运转时，出现有规则的敲打声音，且音响很大 原因：部分衬板螺栓没有拧紧，在球磨机旋转时，衬板敲击球磨机磨筒体。根 据声音判断球磨机衬板部位，找出松动螺栓，另行紧固。 ? ⑵球磨机及电动机轴承温度升高，超过规定 原因：球磨机润滑部位出现问题；或轴瓦的侧间隙过小，底部接触角过大；减 速机的排气孔是否堵塞。处理：检查润滑部位，采取适当措施；轴瓦问题可 将磨筒体用油压千斤顶顶起，将轴瓦从轴的一侧抽出，另行安装；疏通减速 机排气孔。 ? ⑶球磨机电动机带减速机启动后，发生振动 原因：球磨机联轴节的两轮间隙太小，不能够补偿电动机在启动时由自找磁力 中心所引起的窜动量；球磨机联轴节的找正方法不对，致使两轴不同心；球 磨机联轴节的联接螺栓没有相对称的拧紧，并且紧固力程度不一样；球磨机 轴承外圈活动。处理：按规定的对轮间隙调好，使两轴同心。以同等力矩对 称紧固联轴节的联接螺栓；转子不平衡时，将球磨机转子抽出另行找平衡。 ? ⑷球磨机减速机带动磨机时发生巨大振动 球磨机与减速机的平衡轴轴心不在一直线上。原因：磨机安装衬板时，没有进行 二次灌浆，或二次灌浆后的地脚螺栓没有紧固好，用卷扬机转动磨筒体，致 使磨筒体一端位移，而两轴心不在一直线上，使减速机带动磨机后而产生振 动。处理：重新调整使球磨机磨机轴心与减速机轴心在同一平面轴心线上。 ? ⑸球磨机减速机运转声音异常 球磨机减速机正常运转的声音，应是均匀平稳的。如齿轮发生轻微的敲击声， 嘶哑的磨擦声音，运转中无明显变化，可以继续观察，查明原因，球磨机停 车进行处理，如声音越来越大时，应立即停球磨机进行检查。【项目实训】? 球磨机操作过程中，用手触摸轴承温度过高，试分析原因。 ? 提示：⑴检查球磨机各部位的润滑点，所用的润滑油牌号与设备出 厂说明书是否一致。 ? ⑵检查球磨机润滑油及润滑脂是否变质。 ? ⑶检查球磨机润滑管路是否有堵塞，或是润滑油没有直接进入润 滑点，油量不足引起发热。 ? ⑷球磨机轴瓦的侧间隙过小，轴瓦与轴的间隙过大，接触点过多， 不能形成轴瓦上的均匀油膜。 ⑸球磨机滚动轴承润滑脂过多或过少， 过多形成滚动体搅动润滑脂产生热量，并且热量不易散出。过少润滑 不良，应按规定加足油量，一般为轴承空隙的1/3～1/2较适当。【项目练习】? ⒈简述球磨机的工作原理。 ? ⒉简述球磨机的优缺点及适用范围。 ? ⒊练习操作球磨机。子项目3 轮辗机? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握各种轮辗机的工作原理、 结构类型及特点。 ? 技能目标：能操作、安装、维护轮辗机。一、轮辗机概述? 轮碾机是利用滚动的碾轮与碾盘之间所产生的压力和剪切力 将物料碾碎的，具有碾揉和搅拌作用的工艺特点，控制产品 细度方便，粉碎适应性强，构造简单，操作方便。 ? 轮碾机按工艺用途，分 ? ①湿磨轮碾机:可处理含水量超过15―16%的原料; ? ②干磨和半干磨轮碾机:在物料含水量为10―11%以下时使用; ? ③破碎与拌合轮碾机:对不同组分的物料破碎和拌合同时进行.二、轮碾机? 轮碾机主要由动力装置、机架、碾轮、硬 盘、刮板等组成。碾 盘 传 动 器碾轮卸料口碾轮机分类及工作原理? ①干碾机 ? 干碾机主要用于破碎。有一对碾砣和一个碾盘，物料在转动 的碾盘上被碾砣碾碎。碾盘外圈有筛孔，碾碎的物料从筛孔 中卸出。在耐火材料工业中主要用于破(粉)碎中等硬度的黏 土、熟料、硅石等。一般用来对物料进行中碎和细碎。用这 种干碾机破碎的产品颗粒近似球形，棱角不尖锐。 ? ②湿碾机 ? 湿碾机通常用于混合，构造与干碾机相似，只是碾盘上无筛 孔，碾砣较轻，有卸料机构等。将配合料和水加入碾内，经 混练均匀后，用卸料机构将料卸出。在混合过程中既有搅拌 也有挤压作用，能较好地排除物料颗粒间的空气，使所混合 的泥料水分均匀，颗粒表面润湿充分，混练效果好，但对物 料的粒度有一定的破坏作用。? ⑴轮碾机的安装操作 ? ①轮碾机在安装时，一定要使立轴垂直碾盘。 找正时可先将立轴吊起，移动碾盘，使碾盘中 心孔对准立轴，然后将立轴垂直落入孔中。 ? ②两个碾轮一定要重量相等，旋转半径相等。 如果为了增大滚压面积而使两个碾轮旋转半径 不等，则要调整两轮重量以平衡离心力。 ? ③轮碾机周围应砌上水泥围墙，围墙内有石条 排列，以防碾轮甩出，确保运转安全。 ? ④待安装完毕，检查各部位螺丝紧固后，即可 试车。如运转正常，无异常声响，即可投入生 产。如有异常声响，应立即停车检查。2.轮碾机安装操作及维护检修⑵轮碾机的维护检修? 轮碾机在工作时，除了对物料进行压碎之外，还伴有碾磨。碾 轮越宽，相对滑动现象就越大，因而碾磨作用也就越大。因此 用轮碾机粉碎不同料性的物料时，轮宽的选择应具体分析。轮 宽一般300mm左右，若要有较大碾磨作用（如对硅石）进行粉 碎时，碾轮可选宽一些；若主要靠压碎时，轮宽可选小些，以 不致消耗过多的能量。 ? 石轮磨损很快，一般两个月就需更换，必须一对石轮同时更换。 ? 更换前要提前备好方套，下到新石轮的槽中，用水泥灌好。安 装时要注意石轮的位置，石轮太靠近碾盘中心时，水料不宜冲 出去，出料慢，因而受到反复碾压，料过细，易造成悬浮料； 石轮若远离碾盘中心，水料直冲出去，料粒粗，达不到粉碎要 求。 ? 由于受到设备安装高度的限制，石轮和碾盘不能同时更换。 ? 碾轮机检修时，至少应2人进行，其中1人监护。【项目实训】? ? ? ? ? ? 说明轮碾机的操作步骤。 提示：1.检查轮碾运转情况，检查轮盘中是否有异物。 将物料提前准备好，放到指定地点，随加随取。 出料要及时运走，不能堆在轮碾机一旁，以免影响作业。 空车启动，运转正常即可送料。 禁止在开车或电源闸刀在合闸状况下用手伸入碾盘喂料、取 料或取样。 ? 电源开关处应加锁并悬挂警示标志。 ? 停车时，需提前15分钟关闭送料设备，待碾底料卸空后再停 车。【项目练习】? ⒈说明轮碾机的工作原理。 ? ⒉简述轮碾机的优缺点及适用范围。 ? ⒊练习操作轮碾机。项目四 气固分离设备 子项目1 旋风分离器? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握旋风分离器的结构、类型 及工作原理；掌握旋风分离器的选择方法； 掌握旋风分离器常见故障及处理措施。 ? 技能目标：能正确操作旋风分离器。一、旋风分离器概述? 在工业中主要用于控制污染物排放和作为车间 生产设备净化原料或中间产物。它结构简单， 造价低廉，分离效果好，受到广泛应用。 ? 旋风分离器在理论上能够捕集5μm以上的粉体 （颗粒），分离效率能够达到90％以上。但实 际生产中，由于设备、安装、操作等因素，分 离效率低于理论值，一般在50%～80%。旋风分离器结构、原理? 旋风分离器上部为圆筒形， 下部为圆锥形。 ? 工作原理 含尘气体从分离 器侧面的进气管沿管外径切 向进入圆筒内，因受器壁约 束，旋转向下作螺旋运动， 形成外漩涡，到达圆锥部分 由于旋转半径缩小而切向速 度增大，到圆锥的底部附近， 沿分离器的轴线螺旋上升， 形成内漩涡，最后由上部出 口管排出。颗粒在旋转气流 中，由于离心力作用沉降到 器壁，与气流分开，沿壁面 落入锥底的灰斗后排除。内旋流 含尘气体净化气体外旋流锥体延长线 烟尘排灰口旋风分离器特点及适用范围? 分离器具有结构简单、制造容易、分离效 率高、排尘方便、不易堵塞等优点。 ? 缺点是不能除去含尘粒小于1μm的气体。不 能用于处理黏性、湿度大的气体。因为气 体湿度、黏度大，气体中尘粒润湿，会堵 塞排尘口。二、旋风分离器类型? 化工生产中用的旋风分离器种类很多，常用的有圆筒体、 长锥体、旁通式和扩散式旋风分离器四种形式。圆筒短，圆锥较长， 提高除尘效率，同时 有利于已分离的颗粒 沿锥壁落入灰斗， 有两个旁路分离室，并与锥 体相通，能捕集上涡流中较 细的颗粒，从而提高总捕集 率。但隔离室易堵，要求被 处理的颗粒有较好的流动性 上细下粗，分 离效率高、特 别适用于捕集 5~10μm以下 的颗粒适用于捕 集密度和 粒度大的 颗粒。（a）圆筒体(b)长锥体(c)旁通式(d)扩散式三、旋风分离器的选择、操作? ? 1、旋风分离器的选择 旋风分离器是靠离心力的作用来分离粉尘的，旋风分离器分离的效果与 压强降有关，一般控制在0.5~2kPa。而压强降与进口气速有关，进口气 速一般控制在10~25m/s，气速过低，则离心力小，收尘效率不高，气 速过大，气流阻力急剧上升，气流的速度增加到一定程度，涡流加剧， 造成旋风分离器效率下降；另外消耗操作费用多。 旋风分离器的半径减小，离心力与沉降速度均会增大。所以在设计旋风 分离器时，不宜采用较大的直径。 假如气体处理的气体量较大，可将若干直径较小的旋风分离器并行排列， 形成一组进行操作。一组中每个旋风分离器可以隔绝，也可以串联。可 以用来处理不同流量的气体，非常灵活。 旋风分离器处理的含尘气体温度范围很广。但处理含有蒸汽的气体时， 气体的温度应保持在露点以上，以防蒸汽在旋风分离器器壁或尘粒上冷 凝。 对于直径在200μm以上的粗大颗粒，最好先用重力沉降法除去，以减少 颗粒对分离器器壁的磨损；对于直径在5μm以下的颗粒，一般旋风分离 器的扑集效率已不高， 可用袋滤器或湿法扑集。??? ?2、旋风分离器的操作? 旋风分离器的操作应注意底部的排灰口不 能漏气，因为灰口处是负压区，稍不严密 就会漏入大量空气，将沉集的粉尘带入上 升气流而卷走，使分离效率下降。 旋风分离器要及时排灰，吸湿性粉尘或粉 尘量大的旋风分离器在底部容易堵塞，要 注意及时排灰。?【项目实训】? 某生产企业应用旋风分离器对气体进行净化，但 是长期以来，净化效率一直比较低。试分析一下 效率一直不能达到要求的原因。 ? 旋风分离器工作时如突然出现效率降低等现象， 可能的原因是操作系统发生泄漏，或原料入口处 发生堵塞等情况。但如长期效率一直比较低，则 可能是最初的设计不够合理。应重新调整设计方 案，有望可以提效。【项目练习】? 1．说明旋风分离器工作原理。 ? 2．试调查附近企业所使用的旋风分离器的 结构、特点，并说明其异同。 ? 3．练习操作旋风分离器。子项目2 洗涤器? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握常用洗涤器的结构、类型、 特点及适用场合；能正确选择洗涤器。 ? 技能目标：能操作洗涤器。一、洗涤器概述? 旋风分离器只能除去粒子较大的粉尘，微小的 粒子可以用湿式除尘的办法来去掉，以达到净 化空气的目的。 洗涤器工作原理是将含悬浮粒子的气体与水或 其他液体接触，当气体冲击到湿润的器壁时， 尘粒逐步被器壁所吸着，或当气体与喷洒的液 点相遇时，液体在尘粒质点上凝结，增大质点 的重量，而使之降落。?二、洗涤器的类型? 洗涤器的类型很多，常用的有 气体洗涤器、喷洒洗涤器、离 心洗涤器和泡沫洗涤器四种。 ? 1、气体洗涤器 雾滴 ? 是最常用的除尘设备。气体从 捕集器 上而下地通过洗涤器，洗涤液 从塔顶上端的喷嘴喷淋而下。 塔内可加填料或一些木栅板， 以增加气、液接触面积。 填料 ? 洗涤器的除尘效率，空塔可达 60~70%，含有填料的塔可提 高到75~85%。洗涤后的气体 含尘量为每立方米（标准状况） 不超过1~2g。 ? 气体洗涤器除尘效率高，但耗 水量大，气体湿度增大，温度 降低，污水的处理量大。清洁气体 洗净水 适用于能受潮受 冷的含尘气体， 而且从气体中分 离出来的尘粒已 与水混成泥浆， 成为废水。不适 用于处理气体中 含有价值尘粒的 尾气。含尘气体2、喷洒洗涤器喷洒洗涤器内有上下叠架的盘形槽，中间有一个装有圆锥形喷洒装置 的直轴，转动时将液体喷洒，气 体从下部进入，沿着盘形槽间的 曲折孔道通过洗涤器的一层，气、 液接触，除去气体中所含的尘粒。 液体从上向下通过盘形槽，装在 轴上的喷洒装置将液体截留，然 后喷洒到洗涤器的整个截面上， 使液体通过洗涤器的时间加长， 气、液两相密切接触，除尘效果 好。 喷洒洗涤器具有结构紧凑、占地面积小、 经久耐用、除尘范围广、除尘效 率和除尘分级率高等特点，负荷 变化适应性强，能有效地节约能 源，降低运行费用，且用水量小。除沫器 液体 进口 轴气体出口外壳盘形槽 气体进口液 体 出 口3. 泡沫式除尘器? 泡沫式除尘器可制成圆形或方形，分上、下两室，中间隔以一层或数层筛板，用以 分离灰尘的液体由上室的一侧，靠近筛板 处进入，受到由筛板上升的气体的冲击， 产生众多的泡沫，在筛板上形成一层流动 的泡沫层。含尘气体由下室进入，当其上 升时，所含较大的尘粒被下降的液体带走， 由除尘器的底端排出，气体中微细的尘粒 则在通过筛板后被泡沫层截留，并随之由 除尘器的另一侧出来。净制后的气体从除 尘器顶端逸出。 ? 泡沫除尘器气、液接触面积大，除尘效率 高，除尘效率可达99%。操作时气体的流 速要求控制在1~3m/s以内。除尘后气体液体含尘气体泥渣4.离心式除尘器净化气体? 离心式洗涤器呈圆筒形，洗涤水从容器顶部喷向四壁，形 成一薄层水膜，沿器壁流下。 含尘气体由洗涤器的底部沿切 线方向进入器内，一面旋转一 面以螺旋上升。气体中的尘粒 由于离心力的作用，向器壁运 动，与沿器壁而下的洗涤水接 触，而随之由下端的锥形底排 出。净制后的气体则由顶部逸 出。 ? 离心式洗涤器的气固分离程 度与离心洗涤器的直径有关， 直径小，分离程度高。通常直 径为1m时，水的消耗量为 0.2kg/m3，而气固分离程度为 85~87%。消旋器 离心分离器文 切向入口 氏 管 旋转 气流 液体入口 调节 器 含尘气体排液管5.除尘过滤器? ? ? ? ? 除尘过滤器是利用一种具有较多细孔的物质作为过滤介质，使气 体通过时将其中悬浮尘粒截留，以达到分离的目的。 根据气体过滤所用介质的种类不同，可以分为 滤布介质过滤器 以棉织品或毛织品做成圆形袋，又称为袋滤器。 填充介质过滤器 以焦炭或石棉等物料置于多孔的滤板上，适用于 过滤腐蚀性强的气体。 陶质介质过滤器 用多孔的陶质板或筒作为过滤介质，适用于高温 气体或更精细地净制腐蚀性强的气体。 优点：分离效率高，一般在94~97%，有时可达到99%。缺点：随 着滤布积尘的增多，生产率下降，滤布甚至会堵塞；纺织品作为介 质过滤分离时，受温度限制，不能耐高温，不能过滤化学腐蚀性气 体。适用于气体中含尘粒小于1μm的场合。?? 袋滤器 过滤器中安装了许多个 滤袋，每个滤袋长约2~3.5m、直 径0.15~0.20m，下端紧套在花板 的短管上，上端挂在一个可以颤 动的框架上。 ? 工作时气体从滤袋下端进入，穿 过滤袋而尘粒被截留在袋内，净 化的气体最后由袋滤器的顶部逸 出。此段操作称为过滤阶段。 ? 袋滤器使用一段时间后，需要反 冲。反冲是以相反的方向，由袋 外向内吹入空气（称为倒吹空气） 或干净的气体，同时借助滤袋上 端自动颤动的机械使滤袋颤动， 将滤袋内截留的尘灰卸出。此段 操作称为除尘阶段。 ? 除尘后又转入过滤阶段，如此可 以自动循环不息地操作。电机 偏心块 振动架 橡胶垫 支座滤袋 花板灰斗【项目实训】? 某精制盐厂中，湿盐的干燥多数是在沸腾床干燥器中完成， 热风从干躁器底部鼓入，湿盐经干燥后，从出料口排出， 过筛后包装。带粉盐的废气从上部排出。试为干燥器上端 排除的废气选择粉尘处理装置。 ? 分析：从沸腾床上部出来的废气中含有粉盐，不能直接排 入大气中。因为粉盐粒度比较大，可选择旋风分离器进行 气固分离。因为旋风分离器不能处理小于1μm的粉尘，再 选择湿式除尘器除去细小粉尘，从旋风分离器上部排出的 气体，进入喷淋塔，用水喷淋，气、液接触，水将含细小 粉盐的尾气带走，直接排入地沟。【项目练习】? 1．简述洗涤器工作原理。 ? 2．洗涤器有哪些结构类型？各有什么特点？ ? 3．为洗衣粉的干燥塔产生的尾气选择合适 的除尘方案。子项目3电除尘器? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握电除尘器的结构、类型、 特点；掌握电除尘器的清灰方法；能正确 选择电除尘器。 ? 技能目标：能操作电除尘器。一、电除尘器概述? 利用电力将粉尘从气流中分离出来的设备称为电除尘器，又称静电 除尘器。? 电除尘器是一种烟气净化设备，它的工作原理是烟气中灰尘尘粒通过高压静电场时，与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电 （或在离子扩散运动中荷电），带上电子和离子的尘粒在电场力的 作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，通过振打等方式使电 极上的灰尘落入收集灰斗中，使通过电除尘器的烟气得到净化，达 到保护大气、保护环境的目的。 ? 电除尘器具有除尘效率高，分离效率达90~99%；处理风量大；阻 力低，耗电少，运行费用低；能处理高温烟气和化学腐蚀性气体； 操作控制自动化程度高。缺点是一次投资高，钢材消耗量较大；制 造安装精度较高；除尘器占地面积较大。二、电除尘器的结构? 电除尘器的结构形式是 多种多样的，不论哪种 类型的电除尘器都包括 以下几个主要部分：电 晕电极、集尘电极、清 灰装置、气流均匀分布 装置、壳体、保温箱、 供电装置及输灰装置等。接供电设备 绝缘子 气流出口集尘极壁 上的粉尘放电极重锤 捕集的粉尘 气流入口? 根据电除尘器的结构，有管式和板式两种。 ? 管式电除尘器 在圆管的中心放置电晕极，而把 圆管的内壁作为收尘的表面。管径通常为150～ 300mm，长度为2～5m。由于单根圆管通过的气 体量很小，通常是用多管并列而成。为了充分利 用空间，可以用六角形(即蜂房形)的管子来代替 圆管，也可以采用多个同心圆的形式，在各个同 心圆之间布置电晕极。管式电除尘器电场强度变 化均匀，一般适用于处理气体量小的情况，一般 采用湿式清灰方式。? 板式电除尘器是在一系列平行的金属薄板(收尘 极板)的通道中设置电晕极。 板极间距一般为200～ 350mm，通道数由几个到 几十个，甚至上百个，高 度为2～12m，甚至达15m。 板式电除尘器电场强度变 化不均匀，制作安装容易， 结构布置灵活，清灰方便。 可以采用湿式清灰方式， 但绝大多数采用干式清灰 方式。电晕极 污染空气 干净空气 集尘电极? 按照沉集粉尘的清灰方式可分为干式和湿式电除尘 器。 ? 干式电除尘器是通过振打或者用刷子清扫使电极上 的积尘落入灰斗中。这种方式粉尘后处理简单，便 于综合利用，因而最为常用。但这种清灰方式易使 沉积于收尘极上的粉尘再次扬起而进入气流中，造 成二次扬尘，致使除尘效率降低。 ? 湿式电除尘器是用喷雾或淋水、溢流等方式在收尘 板表面形成水膜将粘附于其上的粉尘带走，由于水 膜的作用避免了二次扬尘，故除尘效率很高，同时 没有振打装置，运行也较稳定。但是，与其他湿式 除尘器一样，存在着腐蚀、污泥和污水的处理问题。 所以只是在气体含尘浓度较低、要求除尘效率较高 时才采用【项目实训】? 氨碱法生产纯碱工艺，在石灰石煅烧工段，石灰窑中产生的尾气温度 高，在140~200℃之间，并且含有大量粉尘，含量mg/m3 （以含沫多的白煤为燃料）。试为该尾气选择合适的除尘设备。 ? 分析：石灰窑中产生的尾气，温度高、粉尘量大，不能直接进入压缩 机，必须进行冷却和除尘。 ? 第一步：选择洗涤塔。石灰石煅烧产生的尾气主要成分是CO2，CO2 常压下，在水中溶解度较低，故选择洗涤塔用水喷淋既可以冷却，又 可以除尘。经过洗涤后，温度可降到40℃以下。含尘量可以降到 300mg/m3。 ? 第二步：选择电除尘器。洗涤塔出来的气体，含尘量在300mg/m3左 右，含尘量仍不能满足进入压缩机的要求。透平压缩机入口气体含尘 量要求小于10 mg/m3，螺杆压缩机入口气体含尘量要求小于60 mg/m3，所以需要进一步除尘。可选择管式电除尘器。该类除尘器除 尘效率高，除尘效率可达96~98%。经除尘后，含尘量可达10 mg/m3， 满足进入压缩机的要求。【项目练习】? 1．简述电除尘器工作原理。 ? 2．管式和板式电除尘器结构有什么不同？ 各有什么特点？清灰方式有什么区别？ ? 3．为发电厂燃煤产生的尾气，选择合适的 除尘设备。项目五 固液分离设备 子项目1 沉降器? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握沉降器的工作原理、结构 类型、特点及适用范围；掌握沉降器操作 应注意问题。 ? 技能目标：能正确操作沉降器。一、沉降概述? 沉降是指由于分散相和分散介质的密度不同，分散相粒子在力场(重力场或离? ? ? ? 心力场)作用下发生的定向运动。 沉降的结果使分散体系发生相分离。组成悬浮系的流体和悬浮物因密度差异， 在力场中发生相对运动而分离，是一种属于流体动力过程的单元操作。靠重 力实现分离的操作是重力沉降；靠惯性离心力实现分离的操作是离心沉降。 沉降用于气相悬浮系时，是从气体中分离出所含固体粉尘或液滴；用于液相 悬浮系时，是从液体中分离出所含固体颗粒或另一液相的液滴。 沉降分离在生产上的目的 ①获得清净的流体，如空气的净化、水的澄清、油 品脱水等；②为了回收流体中的悬浮物，如从干燥器出口气体中回收固体产 品、从流化床反应器出口气体中回收催化剂等。有时两个目的兼而有之。 沉降的推动力是悬浮颗粒受到的重力或惯性离心力，它正比于粒径的立方； 而流体作用于沉降颗粒表面的阻力，正比于粒径的平方。因之颗粒越细，则 沉降速度越小,分离也越困难。通常,用重力沉降分离的最小粒径为30～40μm； 用离心沉降分离的最小粒径为5～10μm。更小的颗粒则用电除尘、超声波除 尘等分离方法。二、沉降设备? 利用重力的差别使流体(气体或液体)中的固体颗粒沉降的 设备。 ? 沉降器的分离效率很低，一般仅用于初步分离。有间歇式、 半连续式或连续式。 ? 间歇式沉降槽是将悬浮液注入沉降器内，经过一段时间的沉 淀，固体颗粒沉于器底，打开阀门，上方的澄清液流出，打 开器底阀门，卸出器底的沉淀物。 ? 半连续式是悬浮液以较低的流速，连续进入沉降器，等固体 颗粒沉入器底，间歇排泥。 ? 连续式是指连续进料、连续卸料。常用的连续式处理悬浮液 的沉降设备有槽形沉降器和锥形沉降器等。1、槽形沉降器? 槽形沉降器可以做成方形、 圆形和矩形。常用的圆形 沉降器有道尔式澄清桶和 悬浮液 斜板式沉降器。 转耙 ⑴道尔式澄清桶 道尔式澄清桶也叫连续式 沉降器，它是一个底部带 锥形的大直径圆形槽。料 浆经中央降液筒送至液面 以下0.3~1m处，插到悬浮 液区。清液由槽壁顶端周 圈上的溢流堰连续流出， 称为溢流。颗粒沉降，沉 泥由缓慢转动的耙集中到 底部中央的卸渣口排出， 称为底流。降 液 筒 溢 流 槽溢流液? ?叶片 底流? 沉降器要保证一定的壳体高度。在沉降器内液体 分为三层，最上面一层是澄清的，称为清液层。 清液层中储备了足量的清液以保证生产的需要， 并能适应生产中的波动。中间一层比较浑浊，称 为沉降层，沉降层是悬浮液自降液桶下降后沿整 个沉降器的截面均匀分布的部位，也是沉淀物沉 集的地方。最下边一层泥浆较多，称泥浆层。它 的作用是使泥浆在这段高度上停留一定的时间， 以达到工艺要求的排泥固液比。 ? 降液筒的高度一般为沉降器圆柱部分高的2/3左右， 直径约为筒径的15%。 ? 道尔式澄清桶具有结构简单、操作容易、运行稳 定等优点，但有体积庞大、占地面积大、单位面 积澄清能力低等缺点。⑵斜板式沉降器? 斜板式沉降器是道尔式澄清桶的改造设 备。与道尔式大体相似，主要区别是沉 降器在桶内排列了若干结构层等间距的 同心倒圆台形斜板，从而使澄清能力得 到显著提高。这是因为加上斜板的结构 后，相同直径的澄清桶大大增加了有效 的水平澄清面积。 ? 斜板式沉降器具有以下优点 ? ①比道尔式澄清桶相比澄清能力提高了1 倍。 ? ②沉降镁等絮状效率高了1倍。 ? ③对相同能力的澄清桶节约钢材36%。 ? ④操作容易，比道尔桶运行稳定。 ? 缺点是斜板部分的固定、安装、防腐施 工比较复杂，要求较高。悬浮液 清液排除泥? 沉降器操作中应注意的问题 ? ⑴要严格控制进出口介质的温度差，最高不超过8℃，以 防对流。要经常测量浓度、温度，做好记录。 ? ⑵注意沉淀泥和澄清液的分界面要高于降液筒的出口。即 沉降应在高于悬浮液进口处进行，从而在该处形成一个沉淀 层。悬浮液流经时，如同流过滤层一样，其中的固体沉淀被 过滤层截留，清液穿过滤层，清液的质量得到了提高。悬浮 液流经过滤层时，还进行着结晶絮凝和长大的过程。 ? ⑶要注意及时排泥。沉降器易出现的故障是集盐耙被沉淀 物卡死。集泥耙大而转速慢，如果泥浆层过高，泥浆固液比 过大，有些沉淀物还会结硬块，耙浆就陷在泥浆中不能运转。 严重时主轴变形，电机烧毁，耙浆断裂等。所以沉降器的排 泥要及时适量，当停电或停车时注意把集泥耙提起。2、锥形沉降器锥形沉降器为一圆锥形容器。倾角为 60°，悬浮液由中央进料槽经过 浮动环，平静地进入沉降器内，澄 清液则沿槽的周边溢流排出，连接 于器底的沉淀排出管则向上弯曲， 以免因液体向下流动时过速而导致 器内发生扰动。漏 斗 进 料 槽溢流管锥体浮动环?锥形沉降器也可以用几个大小不同 的锥形沉降器串联操作。悬浮液由最 小的沉降器进入，横流经过各器到最 后最大的沉降器，当悬浮液由前一器 流入下一器时，因水平截面积的增大， 流体流动速度减慢，于是较大的颗粒 沉入器底，细小的颗粒继续随着液体 向前流动，在以后的各器中依次沉降。洗泥进水管排泥管3、沉淀的洗涤? 沉降器中沉降的泥中含有大量的液体， 为了回收其中有价值的成分，有必要进 洗泥水贮槽 洗泥水流出管 泥浆入口 行洗涤。 ? 洗涤方法一般采用三层洗泥桶。 ? 三层洗泥桶分上、中、下三层，相邻两 收集器 层由中心内套筒相连，每层底部的中心 洗泥水出口 有一下泥装置，每层都有以120°布置 导管 桶 的三根进出水管。中、下层出水管管口 的高度可随螺杆的升降得到调节，称出 体 水调节器。 ? 泥浆先打到桶顶的计量槽后，流入三层 洗泥桶最上面的降液筒，泥从上层依次 沉淀排出管 下洗，而洗泥水则借助一、二、三次洗 泥水贮槽之间的位差，从下层流至上层 回收液体浓度逐渐升高。每层有泥封， 故洗水不会互相混杂，洗泥效果好。【项目实训】? 氯碱厂饱和盐水的精制，一般采用道尔式澄清桶 除去大粒泥沙。操作中发现澄清桶上部流出的清 液，有轻微的混浊现象。试分析原因。 ? 分析：⑴检查饱和盐水的进口，即降液筒的出口 应低于沉淀泥和澄清液的分界面。 ? ⑵测量温度 温度偏高，导致沉降液上下对流，沉 淀泥窜入清液层。 ? ⑶检查泥层和集盐耙。泥层过厚或集盐耙转动过 快，导致沉泥进入清液层。【项目练习】? ? ? ? 1．叙述沉降器工作原理。 2．斜板式沉降器有哪些优缺点？ 3．简述沉降器操作应注意问题。 4.为何要洗涤沉降器排出的泥浆？如何洗涤？子项目2 离心机? 【项目目标】 ? 知识目标：掌握常用离心机的原理、结构 类型、特点及适用场合；掌握离心机操作、 维护、保养方法；掌握离心机常见故障及 排除方法。 ? 技能目标：能操作离心机，并能正确地维 护、保养。一、离心机分离原理?? 离心机是借离心力场来实现分离过程的，用于分离悬浮液或乳浊液，将悬浮液 ? ? ??的固相和液相分离开，或者将乳浊液的轻重相液体组分分离开。 离心分离的分离过程有离心过滤、离心沉降、离心分离三种。 离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生离心压力，在离心力作用下悬浮液中 的液体通过过滤介质的滤孔在外转筒壁内收集起来成为滤液，而固体颗粒则被 截留在过滤介质内表面，从而实现液-固分离。该类机器中有转鼓，鼓壁有孔， 壁面覆有滤布。这种机器适用于含有固体颗粒或结晶的悬浮液。 离心沉降是利用悬浮液(乳浊液)各组分密度不同，在离心力作用下，固体颗粒 因密度大于液体而向鼓壁沉降，形成沉渣，而留在内层的澄清液体则经转鼓上 的溢流口排出。该类机器中有转鼓，鼓壁无孔，适用于分离不易过滤的悬浮液。 离心式离心机在离心力作用下，液体按密度不同分为里外两层，密度大的在 外层，密度小的在里层，通过一定的装置将它们分别引出，固相沉于鼓壁上， 间歇排出。该类机器中有转鼓，鼓壁无孔，适用于乳浊液的分离或悬浮液的增 浓。二、常用离心机结构? 1．三足式离心机 ? 工业上常用的有上部人工卸料和下部自动卸料两种。因为机壳和转鼓 支持在一个三足架上，所以称为三足式离心机，由转鼓、主轴、轴承、 轴承座、底盘、外壳、三根支柱、带轮及电机组成。下部自动卸料型比 上部人工卸料型在转鼓底部开有卸料孔。 ? 上部人工卸料是间歇操作，每个操作周期由启动、加料、过滤、洗 涤、甩干、停车、卸料几个过程组成。为使机器运转平稳，加料时应均 匀布料，悬浮液应在离心机启动后逐渐加入转鼓，物料在离心力作用， 所含液体经由滤布、转鼓壁上的孔被甩到外壳内，在底盘上汇集后由滤 液出口排出，固体则被截留在转鼓内，当达到含湿量要求时停车，并用 人工由转鼓上部卸出。2．上悬式离心机电动机? 上悬式离心机的工作原理是启动主电 机，回转体达到运转速度后，加入物 料，将物料均布于转鼓的圆周上，在 离心力的作用下，其液相经过过滤介 质和转鼓上的小孔甩出转鼓外，被机 壳收集到滤液出口管排出机外，而固 相则被留在转鼓内形成滤渣层卸下， 即达到分离目的。该离心机设计先进、 结构合理、运转平稳、操作简便、生 产效率高、处理能力大、维修量极少, 缺点是整机高大、需较高的安装高度。轴转鼓外壳适应于分离悬浮 液的脱水，尤其 适用于小批量、 多品种物料的分 离转鼓 外壳 牵引杆 支柱制动器 电动机机座3．卧式刮刀卸料离心机? 卧式刮刀卸料离心机利用高速旋转的转鼓产生离 心力把悬浮液中的固体颗粒截留在转鼓内并在力 的作用下向机外自动卸出；同时在离心力的作用 下，悬浮液中的液体通过过滤介质、转鼓小孔被 甩出，从而达到液固分离过滤的目的。主 轴刮 刀 转 机 外 鼓 构 壳提 刀 加 油 料 缸 管油泵电机 机座 卸料斜槽常见离心机性能比较优点 三足式 离心机 缺点 适用范围 结构简单，制造、安装、维修方便，成本低，操作容易； 出料麻烦，耗费人工 对物料适应性强，过滤时间可自由掌握；机器振动小， 运转平稳。适应于分离悬浮液的脱 水，尤其适用于小批量、 多品种物料的分离。上悬式 离心机设计先进、结构合理、运转平稳、操作简便、生产效率 高、处理能力大、维修量极少整机高大、需较高的 安装高度特别适用于细粘物料的 分离卧式刮 刀卸料 离心机设计技术先进、性能稳定、结构简单、维修方便、占地 面积小、能自动连续工作、处理量大、原料利用率高。晶料有破损，不适用 于处理较细物料主要用于处理密胺树脂、 维生素、抗生素、热处 理油等。四、离心机的操作及维护保养1.离心机操作 ⑴运转前准备：先切断电源，松开离心机刹车，然后手试转动转鼓， 看是否能正常转动；检查是否有松动部件或其他异常情况。 ⑵启动:上述检查都完成并且未发现异常，则可接通电源并开车启动 （一般从开车启动到运转正常需40~60秒左右）。 ⑶新设备初次使用时须先空转3小时左右，未发生异常状况方可开 车。 ⑷加料时物料需均匀投入，不可厚薄差异过大。 ⑸必须培训专门操作人员对机器进行操作，装机容量不得超过额定 容量。 ⑹严禁机器超速运转；机器开始运行后出现异常情况必须停车检查， 必要时需予以拆洗修理。 ⑺转动部件每隔6个月需加油保养一次。同时查看轴承运转及润滑 情况，看是否磨损；同时检查制动装置部件磨损情况。任一 部件出现严重磨损均应立即予以更换。 ⑻停机后注意机器卫生清整，保持机器整洁。 ⑼严格要求不能将非防腐型离心机用于高腐蚀性物料的分离；严格 要求不能将非防爆型离心机用于易燃、易爆场合。2.离心机常见故障和排除方法? ⑴离心机强烈振动 ? 原因：①布料不均匀；②滤布局部破损漏料；③鼓壁部分滤孔堵塞；④出液 口堵塞，底盘内积液使转鼓励在积液中旋转；⑤主轴螺母松动；⑥缓冲弹簧 断裂；⑦安装不平或柱脚连接螺钉松动；⑧转鼓变形；⑨制动环摩擦片单边 摩擦转鼓底。 ? 处理：①根据物料性质采用合理的加料方式，尽量使转鼓内物料分布均匀； ②更换滤布；③卸下机壳，清除转鼓壁内外的沉积物；④卸下机壳和出液管， 清除管内和底盘内的沉积物；⑤拧紧螺母，放好防松垫圈；⑥更换缓冲弹簧； ⑦调校机座使三柱脚水平，调校球面垫；圈座和垫圈使底盘水平，拧紧连接 螺钉；⑧整形，重新动平衡；⑨更换或修整摩擦片，调校制动球。 ? ⑵异常响声 ? 原因：①转鼓、外壳内有异物，转动件碰擦；②各传动部位连接松动；③轴 承过度磨损或已损坏，润滑失效；④三角带伸长或磨损。 ? 处理：①清除异物，正确安装转动件；②拧紧各部位的紧固件，尤其是轴承 座与底盘的连接螺钉和防松垫圈；③更换轴承，清洗轴承内腔；更换润滑脂； ④调整电机底板上的调节螺栓，张紧三角带或更换三角带。 ? ⑶跑料过多或滤渣含液量过大 ? 原因：①加料量不稳定，量大，造